高温疲劳表面短裂纹群体演化行为研究及数值模拟

摘要

据统计，在各类构件的失效中，大约有80％是由疲劳破坏引起的。对疲劳问题的研究具有重要的学术意义和工程意义。实验证实，疲劳断裂过程归根到底取决于那些或明或暗的裂纹。虽然宏观断裂力学研究已经产生了很大的社会/经济效益，然而实验表明，许多疲劳断裂过程取决于短裂纹的萌生、扩展过程，短裂纹阶段有时可占总寿命的80％以上。传统的宏观断裂力学理论不再适用于短裂纹，而且短裂纹扩展速率表现出很大的随机性。因此要求我们从宏观重返微观，深入研究短裂纹行为规律。此方面的深入研究有助于正确地进行寿命预测、适时进行设备检修、及时更换部件，以避免事故的发生，而且也有助于探讨抑制裂纹萌生、扩展的方法，从而延长构件寿命。目前对短裂纹的研究还处于刚起步阶段，还需要更深入的研究与发展。本文就是以高温疲劳表面短裂纹群体演化行为为研究对象，通过实验分析来获得了短裂纹特征，并建立了描述其演化过程的物理模型，进而实现寿命、余寿命预测。

目录

第一章 绪 论

第二章 高温疲劳表面短裂纹实验研究

第三章 基于图形技术的扫描照片图像处理

第四章 表面短裂纹群体演化行为模型

第五章 模拟结果分析

第六章 高温疲劳余寿命预测

第七章 总结与展望

本文主要创新点

发表的论文及参与的研究工作

致谢